📄 معروضة نسخة «بسيط» — «مبسّط» غير جاهزة بعد. أضفه إلى المفضّلة للمساعدة في تسريعها. اطلب التحليل الكامل

إذا دفعت الحرارة عبر قطعة من الكوارتز، فإنها تسير عادةً في خط مستقيم، مثل الماء في أنبوب. ولكن بمجرد تشغيل مجال مغناطيسي، ينحرف التدفق قليلاً إلى الجانب، وكأن الأنبوب فجأة أصبح له فرع جانبي. يُعرف هذا التأثير باسم التأثير الحراري هول (thermal Hall effect)، وحتى الآن لم يكن واضحاً ما الذي يجعل الحرارة تنحرف بالضبط: هل هو الاضطراب في البلورة أم شيء أكثر جوهرية؟

التحليل الطيفي ليس له علاقة هنا، لكن المقارنة بين البلورة والزجاج أعطت الجواب. أخذ الباحثون عينتين من نفس المادة، وهي ثاني أكسيد السيليكون: واحدة على شكل بلورة كوارتز منتظمة، والأخرى على شكل زجاج غير متبلور حيث تترتب الذرات بشكل عشوائي. مرروا الحرارة عبر كلتيهما وقاسوا درجة الحرارة بمقاييس حرارة متطابقة. في البلورة كانت الإشارة العرضية موجودة، بينما في الزجاج لم تكن موجودة، رغم أن دقة الأجهزة كانت كافية لرصدها.

يُفسر المؤلفون ذلك بأن الحرارة في الجسم الصلب لا تنتقل عبر تيار واحد بل عبر قناتين، تشبهان مسارين للحركة. إذا تفاعلت هاتان القناتان بشكل مختلف مع المجال المغناطيسي، فإن التدفق الكلي للحرارة لا يضطر إلى السير بدقة على طول تدرج درجة الحرارة. ينشأ مكوّن جانبي. تأثير مشابه معروف في الغازات، حيث يُسمى تأثير سينفتلبين-بيناكير (Senftleben-Beenakker effect)، والآن شوهد في بلورة.

تبين أن مقدار الانحراف بسيط بشكل مدهش في تقديره. يسبب تدفق الحرارة انجرافاً طفيفاً لنوى الذرات، ويؤثر المجال المغناطيسي على هذا الانجراف بقوة جانبية، بينما تعيد القوة المرتبطة بالإنتروبيا النظام إلى التوازن. ثلاث قوى، والمقاومة الحرارية العرضية تكون متساوية لكلتا البلورتين، حوالي جزء من مليون من متر-كلفن لكل واط عند مجال مقداره واحد تسلا.